JPH01225186A - 狭帯域化レーザ - Google Patents
狭帯域化レーザInfo
- Publication number
- JPH01225186A JPH01225186A JP63051023A JP5102388A JPH01225186A JP H01225186 A JPH01225186 A JP H01225186A JP 63051023 A JP63051023 A JP 63051023A JP 5102388 A JP5102388 A JP 5102388A JP H01225186 A JPH01225186 A JP H01225186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser beam
- laser
- etalon
- optical resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は狭帯域化レーザ、とくにそのレーザビームの
波長分布の抑制に関するものである。
波長分布の抑制に関するものである。
［従来の技術］
第３図は例えば雑誌ｒＯＰＴＩｃｓ ＬＥＴＴＥＲ５Ｊ
１（’ ７７）１９９に示された従来の狭帯域化レー
ザの構成図であり、図において（１）はレーザ媒質、（
２）は全反射鏡、（３）は部分反射鏡であり、これらミ
ラー（２） （：ｌ）はレーザ媒質（１）をはさんで対
向配置される。（４）はエタロン、（５）はレーザビー
ム、（７）はスペーサである。
１（’ ７７）１９９に示された従来の狭帯域化レー
ザの構成図であり、図において（１）はレーザ媒質、（
２）は全反射鏡、（３）は部分反射鏡であり、これらミ
ラー（２） （：ｌ）はレーザ媒質（１）をはさんで対
向配置される。（４）はエタロン、（５）はレーザビー
ム、（７）はスペーサである。
次に動作について説明する。レーザ媒質（１）をはさん
で、全反射鏡（２）と部分反射鏡（３）からなる光共振
器を構成すると光はこの光共振器内を往復するうちに増
幅されレーザビーム（５）を発する。ところで、このよ
うな構成を持つレーザのある種のもの、例えば半導体レ
ーザや、アレキサンドライトレーザ、色素レーザ、エキ
シマレーザ等では増幅可能な波長域が広く、そのために
レーザビームの波長幅も広い。そこでこの種のレーザの
光共振器中に分光素子であるエタロン、グレーティング
、プリズム等を入れると、光は選択され、狭い波長幅を
持つレーザビームを得ることができる。
で、全反射鏡（２）と部分反射鏡（３）からなる光共振
器を構成すると光はこの光共振器内を往復するうちに増
幅されレーザビーム（５）を発する。ところで、このよ
うな構成を持つレーザのある種のもの、例えば半導体レ
ーザや、アレキサンドライトレーザ、色素レーザ、エキ
シマレーザ等では増幅可能な波長域が広く、そのために
レーザビームの波長幅も広い。そこでこの種のレーザの
光共振器中に分光素子であるエタロン、グレーティング
、プリズム等を入れると、光は選択され、狭い波長幅を
持つレーザビームを得ることができる。
内でもエタロンは、ロスが少ないことと振動に対する許
容度が大きいことか非常に良く利用される素子である。
容度が大きいことか非常に良く利用される素子である。
エタロンは高精度に磨かれた２枚の反射面を持つ干渉計
で、２枚の反射面の光学的な距離から決められる一連の
波長のみを通す。
で、２枚の反射面の光学的な距離から決められる一連の
波長のみを通す。
第３図に示したエタロンはエタロンのうちエアギャップ
タイプと言われるもので、２枚の基板を磨き、反射コー
ティングをほどこした後、それぞれの反射面を、スペー
サ（８）をはさんで、接着したものである。その際に生
ずるすきまの平行度は、レーザビームが通る面内にわた
って、レーザビームの波長にくらべても充分に小さな誤
差しか許されない−そのため、何枚かのスペーサを極限
まで同し厚さに磨き、しかもそれぞれのスペーサはでき
るたけ離してとりつけることが必要である。
タイプと言われるもので、２枚の基板を磨き、反射コー
ティングをほどこした後、それぞれの反射面を、スペー
サ（８）をはさんで、接着したものである。その際に生
ずるすきまの平行度は、レーザビームが通る面内にわた
って、レーザビームの波長にくらべても充分に小さな誤
差しか許されない−そのため、何枚かのスペーサを極限
まで同し厚さに磨き、しかもそれぞれのスペーサはでき
るたけ離してとりつけることが必要である。
［発明か解決しようとする課題］
従来の狭帯域化レーザは以上のように構成されているの
で、スペーサ間の距離が広く、従ってレーザビームの大
きさに対して数倍の大きさを持つエタロンを利用してい
た。ところで、レーザ出力が増してくると、エタロンは
発熱し、温度分布を持つようになる。するとエタロン基
板もそれに応じてふくらみ、波長シフトとレーザビーム
内での発振波長分４ｉか生ずることになる。前者は温度
変化の最大値に、後者は温度勾配に対応した変化を示す
。ところで前者はエタロンを傾けたり、すきまの長さを
かえたり、すきま中にあるガスの屈折率を換えることに
よって補正することができるが、後者はエタロンの中心
から冷却することが難しいため、補正することが容易で
はない。しかも、従来装置ではエタロンの径にくらべて
、ビーム径が小さいので、温度勾配が大きく、従ってレ
ーザビーム内での波長分布も顕著であった。
で、スペーサ間の距離が広く、従ってレーザビームの大
きさに対して数倍の大きさを持つエタロンを利用してい
た。ところで、レーザ出力が増してくると、エタロンは
発熱し、温度分布を持つようになる。するとエタロン基
板もそれに応じてふくらみ、波長シフトとレーザビーム
内での発振波長分４ｉか生ずることになる。前者は温度
変化の最大値に、後者は温度勾配に対応した変化を示す
。ところで前者はエタロンを傾けたり、すきまの長さを
かえたり、すきま中にあるガスの屈折率を換えることに
よって補正することができるが、後者はエタロンの中心
から冷却することが難しいため、補正することが容易で
はない。しかも、従来装置ではエタロンの径にくらべて
、ビーム径が小さいので、温度勾配が大きく、従ってレ
ーザビーム内での波長分布も顕著であった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものでレーザビーム内での波長分布を小さくし、レー
ザビームの全体にわたって波長シフトが許容範囲内には
いるようにしたものである。
たものでレーザビーム内での波長分布を小さくし、レー
ザビームの全体にわたって波長シフトが許容範囲内には
いるようにしたものである。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る狭帯域化レーザは、光共振器外にアパー
チャを設けて、光共振器より出射するレーザビームの径
を、レーザビームの波長が許容範囲にある有効径になる
ように絞ったものである。
チャを設けて、光共振器より出射するレーザビームの径
を、レーザビームの波長が許容範囲にある有効径になる
ように絞ったものである。
［作用］
この発明における狭帯域化レーザは、エタロンの製作精
度や、熱歪によって生じたレーザビーム内での波長分布
に対して、許容できない部分をアパーチャでさえぎる。
度や、熱歪によって生じたレーザビーム内での波長分布
に対して、許容できない部分をアパーチャでさえぎる。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
４において、（１）はレーザ媒質、（２）は全反射鏡、
（３）は部分反射鏡、（４）はエタロン、（５） はレ
ーザビーム、（６）はアパーチャ、（７）はエタロンの
スペーサである。
４において、（１）はレーザ媒質、（２）は全反射鏡、
（３）は部分反射鏡、（４）はエタロン、（５） はレ
ーザビーム、（６）はアパーチャ、（７）はエタロンの
スペーサである。
次に動作について説明する。従来例と同様ある種のレー
ザにおいては光共振器内に分光素子を入れるとレーザ波
長の狭帯域化をはかることができる。ところで、レーザ
ビーム内の各点で波長を調べてみると必ず波長分布が生
じている。
ザにおいては光共振器内に分光素子を入れるとレーザ波
長の狭帯域化をはかることができる。ところで、レーザ
ビーム内の各点で波長を調べてみると必ず波長分布が生
じている。
第２図はその一例を示したものである。横軸は径方向の
位置、縦軸は波長を示す。まず破線Ａは発掘直後の波長
分布であり、主にエタロンの２枚の基板の反射面か゛ト
行に保たれていないことから生ずるものである。また、
一般に波長分布には波長人、に対し、許容範囲がある。
位置、縦軸は波長を示す。まず破線Ａは発掘直後の波長
分布であり、主にエタロンの２枚の基板の反射面か゛ト
行に保たれていないことから生ずるものである。また、
一般に波長分布には波長人、に対し、許容範囲がある。
たとえばこのレーザビームを用いて精密加工をする際、
波長分イｎがあると、加工光学系において色収差が生じ
、レーザビームがボケでしまう。この許容範囲を一点鎖
線Ｂで示した。図より明らかなようにレーザビームの径
を広げると発振直後でも許容範囲をこえることが予想さ
れる。
波長分イｎがあると、加工光学系において色収差が生じ
、レーザビームがボケでしまう。この許容範囲を一点鎖
線Ｂで示した。図より明らかなようにレーザビームの径
を広げると発振直後でも許容範囲をこえることが予想さ
れる。
一方、実線Ｃは定常運転時の波長分布である。定常運転
時には、エタロンがレーザビームを吸収し、熱歪が生ず
るためにこのように極端な波長分布が生ずるのである。
時には、エタロンがレーザビームを吸収し、熱歪が生ず
るためにこのように極端な波長分布が生ずるのである。
この分布は、およそ温度分布に比例している。
ただし、この図では全体的に生ずる波長シフトを引いた
ものを示している。図よりわかる様に、レーザビーム径
「に対して、波長が許容範囲にある有効径ｒ、は小さく
なる。この有効径は、レーザ出力と、エタロンの吸収率
に対して一意的に決まるから、あらかじめ試験を行ない
波長分布を調べ、波長が許容範囲をこえる部分をアパー
チャによりさえぎフてやればよい。
ものを示している。図よりわかる様に、レーザビーム径
「に対して、波長が許容範囲にある有効径ｒ、は小さく
なる。この有効径は、レーザ出力と、エタロンの吸収率
に対して一意的に決まるから、あらかじめ試験を行ない
波長分布を調べ、波長が許容範囲をこえる部分をアパー
チャによりさえぎフてやればよい。
ところで、アパーチャを置く位置であるが、光共振器内
に置くとレーザビーム径が小さくなり、従ってエタロン
径との差がますますでき、温度分布が著しくなるために
波長分布も極端になる。
に置くとレーザビーム径が小さくなり、従ってエタロン
径との差がますますでき、温度分布が著しくなるために
波長分布も極端になる。
従って光共振器外に置き、でてくる光をカットする方が
よい。この場合カットされる光は、エタロンをあたため
、温度分布をなだらかにするのに役立つ。同じ理由で、
エタロンを小さくして、エタロン径とビーム径の比を小
さくすれば温度分布をなたらかにできる。ただ、この場
合は、スペーサ間の距離が小さくなって、平行度が劣化
するから、第２図の破線Ａで示した波長分布の傾きが急
になるから、やはり有効径をこえた分はアパーチャによ
ってカットしなければならない。
よい。この場合カットされる光は、エタロンをあたため
、温度分布をなだらかにするのに役立つ。同じ理由で、
エタロンを小さくして、エタロン径とビーム径の比を小
さくすれば温度分布をなたらかにできる。ただ、この場
合は、スペーサ間の距離が小さくなって、平行度が劣化
するから、第２図の破線Ａで示した波長分布の傾きが急
になるから、やはり有効径をこえた分はアパーチャによ
ってカットしなければならない。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば狭帯域化レーザの光共
振器外にアパーチャを設け、光共振器より出射するレー
ザビームの径を、レーザビームの波長が許容範囲にある
有効径になるように絞ったので、レーザビーム内の波長
分布をおさえ、ビーム品質が向上する効果がある。
振器外にアパーチャを設け、光共振器より出射するレー
ザビームの径を、レーザビームの波長が許容範囲にある
有効径になるように絞ったので、レーザビーム内の波長
分布をおさえ、ビーム品質が向上する効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による狭帯域化レーザを示
す構成図、第２図は狭帯域化レーザの波長分布を説明す
る説明図、及び第３図は従来の狭帯域化レーザを示す構
成図である。 （１）−・・レーザ媒質、（２）−・・全反射鏡、（３
） −・・部分反射鏡、（４）−・・エタロン、（５）
・・・レーザビーム、（６）・・・アパーチャ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
す構成図、第２図は狭帯域化レーザの波長分布を説明す
る説明図、及び第３図は従来の狭帯域化レーザを示す構
成図である。 （１）−・・レーザ媒質、（２）−・・全反射鏡、（３
） −・・部分反射鏡、（４）−・・エタロン、（５）
・・・レーザビーム、（６）・・・アパーチャ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
Claims (1)
- レーザ媒質をはさんで対向配置するミラーにより構成さ
れた光共振器、この光共振器内に設けられ、発振波長を
選択するエタロン、及び上記光共振器外に設けられ、上
記光共振器より出射するレーザビームの径を、上記レー
ザビームの波長が許容範囲にある有効径になるように絞
るアパーチャを備えた狭帯域化レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051023A JPH01225186A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 狭帯域化レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051023A JPH01225186A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 狭帯域化レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225186A true JPH01225186A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=12875206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051023A Pending JPH01225186A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 狭帯域化レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01225186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054490A2 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-22 | Cymer, Inc. | Line narrowed laser with spatial filter |
| US7535013B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-05-19 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Extreme UV radiation exposure tool and extreme UV radiation source device |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP63051023A patent/JPH01225186A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054490A2 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-22 | Cymer, Inc. | Line narrowed laser with spatial filter |
| EP1054490A3 (en) * | 1999-05-10 | 2001-01-24 | Cymer, Inc. | Line narrowed laser with spatial filter |
| US7535013B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-05-19 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Extreme UV radiation exposure tool and extreme UV radiation source device |
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